NASA và SpaceX đang hợp tác để phát triển hệ thống hạ cánh có phi hành đoàn Starship cho các sứ mệnh mặt trăng. Sau khi thử nghiệm động cơ thành công trong điều kiện khắc nghiệt, bước tiếp theo sẽ là thử nghiệm bay toàn diện cho Starship và Super Heavy.

NASA đang hợp tác với SpaceX để phát triển Hệ thống hạ cánh con người Starship (HLS), hệ thống này sẽ được sử dụng trong các sứ mệnh Artemis III và Artemis IV nhằm hạ cánh các phi hành gia Mỹ gần Cực Nam của Mặt trăng. Hệ thống hạ cánh phi hành đoàn Starship sẽ được cung cấp năng lượng bởi hai biến thể động cơ Raptor của công ty - một biến thể được tối ưu hóa để hoạt động ở áp suất khí quyển ở mực nước biển và một biến thể được tối ưu hóa để hoạt động trong không gian hoặc môi trường chân không (không có khí quyển).

Thử nghiệm đông lạnh của động cơ chân không Raptor để mô phỏng các điều kiện sau chuyến bay dài ngày trong không gian. Nguồn hình ảnh: SpaceX

Tháng trước, SpaceX đã trình diễn hiệu suất của động cơ Raptor được tối ưu hóa chân không thông qua một cuộc thử nghiệm, xác nhận thành công rằng động cơ có thể khởi động trong điều kiện cực lạnh được tạo ra sau thời gian dài hoạt động trong không gian. Một thách thức khiến các sứ mệnh của Artemis khác với các sứ mệnh trên quỹ đạo Trái đất thấp là tàu đổ bộ có thể không khai hỏa trong thời gian dài trong không gian, khiến nhiệt độ phần cứng giảm xuống dưới nhiệt độ trong các sứ mệnh quỹ đạo Trái đất thấp ngắn hơn.

Thử nghiệm ga trong 281 giây đã chứng minh khả năng của động cơ đáp ứng các yêu cầu về quá trình đốt cháy khi hạ xuống bề mặt mặt trăng. Nguồn hình ảnh: SpaceX

Vào tháng 11 năm 2021, một trong những cột mốc thử nghiệm đầu tiên được SpaceX hoàn thành theo hợp đồng Artemis III cũng là cuộc thử nghiệm động cơ, thể hiện khả năng của Raptor trong việc thực hiện giai đoạn quan trọng của cuộc đổ bộ lên mặt trăng. Trong lần phóng thử nghiệm kéo dài 281 giây, Raptor đã trình diễn phần hạ cánh được cung cấp năng lượng của sứ mệnh, trong đó Starship HLS rời quỹ đạo trên bề mặt mặt trăng và bắt đầu lao xuống bề mặt mặt trăng để hạ cánh. Cuộc thử nghiệm có hai mục tiêu: thể hiện khả năng của Raptor trong việc thay đổi mức công suất của động cơ (tức là đường cong ga) theo thời gian và thể hiện khả năng đốt cháy của động cơ trong suốt giai đoạn giảm công suất. Sự thành công của cuộc thử nghiệm đã giúp NASA sớm tin tưởng vào công việc phát triển động cơ của công ty.

Thử nghiệm các công nghệ và phần cứng chính trong điều kiện bay mô phỏng và thực tế là chìa khóa để phát triển tàu đổ bộ mặt trăng Artemis. Những thử nghiệm này cung cấp xác nhận nhiệm vụ sớm và tương tự cho các hệ thống cần thiết để đưa các phi hành gia đến và đi từ bề mặt mặt trăng. Việc xem xét dữ liệu sau các thử nghiệm này giúp NASA ngày càng tin tưởng rằng ngành công nghiệp Hoa Kỳ đã sẵn sàng cho sứ mệnh này. Tiếp theo, động cơ Raptor của SpaceX sẽ được đưa vào thử nghiệm trong chuyến bay thử nghiệm kết hợp giữa Starship và Super Heavy lần thứ hai của công ty.